NASTIAS: ВИДОВЕ, ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На неприятности, nastismos или Nastic движения са форма на движение на растения, получени от възприемането на външен стимул по начин, но където посоката на полученото движение е независим от възприема стимул. Те се срещат практически във всички органи на растението: листа, стъбла и клони, цветя, сухожилия и корени.

Сред механизмите, които растенията трябва да адаптират към околната среда, която ги заобикаля, са някои форми на движения, които обратимо или необратимо са резултат от възприемането на светлина, термични, химични, водни, тактилни, гравитационни стимули, продукт на рани, причинени от тревопасни животни. при хранене, наред с други.

Месоядно растение Drosera rotundifolia (Източник: pixabay.com/)

Движението в растенията традиционно се класифицира на два вида: тропизми и насти. Тропизмите, за разлика от настиите, са функционално определени като движения или реакции на растеж на растителните органи на физически стимули и са пряко свързани с посоката, в която се възприемат.

Както настиите, така и тропизмите могат да бъдат резултат от движения, дължащи се на растеж или промяна на тургора в клетките на движещия се орган, така че някои движения да могат да се считат за обратими, а други - за необратими, според случая.

Чарлз Дарвин в своята работа от 1881 г. - Силата на движението в растенията - описва движението на растенията в резултат на промените в околната среда, особено тези, свързани с тропическите реакции. Механизмите, които стоят в основата на тези движения, са описани от различни автори от тогава до сега.

Видове

Едно растение може да получава голямо разнообразие от стимули, за което може да предизвика голямо разнообразие от реакции. Класификацията на различните космически движения е направена главно въз основа на естеството на стимулите, но научното описание на механизмите за реакция представлява много неясноти.

Сред най-известните видове насти са:

• Никтинастия: когато листата на някои видове бобови растения напълно се разширяват през деня и се сгъват или затварят през нощта.
• Thigmonastia / Seismonastia: движения, които са резултат от стимули чрез директен физически контакт в определени органи на някои видове.
• Термонастия: обратими движения, зависими от топлинните колебания.
• Фотонастия: счита се за специален вид фототропизъм; листата на някои видове при условия на висока интензивност на светлината могат да бъдат подредени успоредно на честотата на светлината.
• Епинастия и хипонастия: те са листни движения, които някои видове имат в условията на екстремна влажност в корените или високи концентрации на сол в почвата. Епинастията има общо с прекомерния растеж на адаксиалния регион, докато хипонастията се отнася до растежа на абаксиалния участък на листния нож.
• Хидронастия: движение на определени растителни органи, което зависи от хидричните стимули.
• Химионастия: реакция на движение, свързана с градиенти на концентрация на някои химични вещества. Някои автори се отнасят по-скоро към вътрешните движения и сигналните пътища.
• Gravinastia / Geonastia: обратимо движение във времето на някои растения в отговор на гравитационните стимули.

Характеристики и примери

Много от движенията на настила зависят от съществуването на определен орган: pulvínulo. Pulvinules са специализирани двигателни органи, разположени в основата на дръжките на прости листа, а дръжки и листовки в съставни листа.

Анатомично казано, те са съставени от централен цилиндър, заобиколен от слоеве на коленхима и моторна кортикална зона, която има паренхимни клетки, които са податливи на промени в размера и формата.

Клетките на пулвинуларната кора, които се променят по размер и форма, са известни като моторни клетки, сред които са моторните клетки за разширяване и флексор. Обикновено движението на тези зависи от промените на тургора поради влизането и / или излизането на вода от протопласта.

По-долу е кратко описание на настиите, чиито случаи могат да се считат за класически примери.

Никтинастии или "движения на съня" на растенията

Първоначално са открити в Mimosa pudica и са много разпространени в бобовите растения. Те имат общо с „ритмичното“ движение на листата, които през нощта се затварят и напълно се разширяват. Най-проучени са тези от Albizzia julibrissim, A. lophantha, Samanea saman, Robinia pseudoacacia и Phaseolus coccineus.

Феноменът е добре известен при растенията и се смята, че има адаптивни причини: разширяването на листните остриета през деня позволява да се улавя максимум светлинна енергия по време на излагане на слънце, докато затварянето през нощта се стреми да избегне загуба на калории важно.

Когато листата са разширени, пулвинулите са в хоризонтално положение (дневна) и когато са затворени, имат "U" форма (нощно време), или това е свързано с увеличаване на тургора в клетките на екстензора по време на отваряне и увеличаване на тургор в клетките на флексора по време на затварянето.

Графично описание на никтинастичното движение (Чарлз Дарвин, LL.D., FRS, подпомогнат от Франсис Дарвин, чрез Wikimedia Commons)

Такива промени в тургора възникват поради движението на водата, което зависи от вътреклетъчното движение на йони като K + и Cl-, малат и други аниони.

К + навлиза в моторните клетки чрез увеличаване на отрицателния заряд върху вътрешната страна на цитоплазмената мембрана, което се постига чрез действието на АТФази, отговорни за изхвърлянето на протоните от цитоплазмата.

Загубата на тургор възниква поради инактивирането на протонната помпа, която деполяризира мембраната и активира калиевите канали, насърчавайки изхода на този йон към апопласта.

Тези движения зависят от действието на фоторецепторите, съставени от фитохроми, тъй като експериментите показват, че продължителното излъчване стимулира отварянето на листата.

Никтинастичното движение има определена „ритмичност“, тъй като растенията, подложени на постоянна тъмнина, представят тези движения на всеки 24 часа, така че един вид „биологичен часовник“ трябва да участва в регулирането на промените на тургора в моторните клетки на пулвинула.

Thigmonasties или докосващи движения

Един от най-популярните реакции на тигмонастиката в литературата е този, представен от месоядното растение Dionaea muscipula или "Венера мухоловка", където насекомите са заловени в шарнирните му двулистни листа.

Когато насекомо се изкачи към вентралната повърхност на листа и срещне три деликатни косми, които задействат двигателния отговор, се генерират междуклетъчни електрически сигнали и инициира диференциално удължение на клетките на всеки листен лоб, което води до затваряне на "Мамят" за по-малко от секунда.

Dinoaea muscipula, Венерова капан (Венера мухоловка) (Източник: pixabay.com/)

Месоядството дава на D. muscipula достатъчно азот, за да оцелее, така че тези растения могат да се заселят без проблем в почви, бедни на този минерал. Важно е да се отбележи, че това движение е много специфично, което означава, че стимули като дъждовни капки или силни ветрове не задействат затварянето на лобовете.

Друго месоядно растение, Drosera rotundifolia, има стотици слузести пипала на повърхността на модифицираните си листа, привличайки вниманието на стотици потенциална плячка, които попадат в капан в слузта на "пипалата".

Сетивните пипала засичат присъствието на плячка, а съседните пипала се огъват към този, който е стимулиран, образувайки капак във формата на чаша, който улавя насекомото вътре.

Смята се, че се наблюдава диференциален растеж, който се контролира от промените в нивата на ауксин, тъй като добавянето на екзогенни ауксини предизвиква затварянето на листата и чрез добавяне на блокери на транспорта на същия хормон движението се инхибира.

Mimosa pudica е и главният герой на най-добре описаните тигмонастични движения. Докосването на една от листовките му насърчава незабавното затваряне на съставните му листа.

Смята се, че този отговор на тактилни стимули може да служи за плашене на възможни хищници или като защитен механизъм, който позволява излагането на техните защитни шипове.

Сгъването на листата зависи от промените в тургора. Пулвинулите в този случай губят тургор, по-специално клетките на флексора се разтягат в отговор на загубата на обем на клетките на екстензора.

Мимоза пудика или „чувствителното растение“ (Източник: pixabay.com/)

Промяната в обема възниква поради изхвърляне на захароза във флоемата, което принуждава осмотичния транспорт на вода и пасивния транспорт на калиеви и хлорни йони.

При това движение се генерира и електрохимичен градиент благодарение на участието на протонни помпи в мембраната (АТФази). Наред с другите участват и растежни фактори, цитоскелет и актинови нишки.

Thermonasties

Той е подробно описан в цветя и лалета на Crocus. Възниква поради диференциален растеж на противоположните страни на венчелистчетата, които реагират на топлинния стимул, а не поради промени в тургора. Разликата в отговора възниква, тъй като двете страни на органа имат оптимален растеж при много различни температури.

Крокус цветя (Източник: pixabay.com/)

По време на това движение не се наблюдават значителни промени в стойностите на осмотичното, рН или пропускливостта на протопластите. Наблюдават се и значителни увеличения на вътреклетъчния CO2, което изглежда е фактор, който сенсибилизира тъканите към промените в температурата.

Затворени лалета (Източник: pixabay.com/)

Това движение не зависи от интензитета на светлината и строго зависи от повишаването на температурата. Конвенцията между различните автори е, че топлинното изменение трябва да бъде между 0,2 ° C и 0,5 ° C, за да се наблюдава движението на цветята. Спадът на температурата със същата величина причинява нейното затваряне.

Препратки

1. Azcón-Bieto, J., & Talón, M. (2008). Основи на физиологията на растенията (2-ро изд.). Мадрид: McGraw-Hill Interamericana на Испания.
2. Braam, J. (2005). При допир: реакции на растенията на механични стимули. Нов фитолог, 165, 373–389.
3. Браунър, Л. (1954). Тропизми и настински движения. Annu. Rev. Plant. Physiol., 5, 163-182.
4. Brown, AH, Chapman, DK, и Liu, SWW (1974). Сравнение на епинастията на листата, предизвикана от безтегловност или с въртене на клиностат. Bioscience, 24 (9), 518–520.
5. Dubetz, S. (1969). Необичаен фотонастизъм, предизвикан от суша в Phaseolus vulgaris. Канадски журнал за ботаника, 47, 1640–1641.
6. Dumais, J., & Forterre, Y. (2012). "Растителна динамика": ролята на водата в движението на растенията. Annu. Преподобна течност Mech., 44, 453-478.
7. Enright, JT (1982). Сънни движения на листата: В защита на интерпретацията на Дарвин. Eecologia, 54 (2), 253–259.
8. Esmon, CA, Pedmale, U. V, & Liscum, E. (2005). Растителни тропизми: осигуряване на силата на движение на заседнал организъм. Int. J. Dev. Biol., 49, 665-674.
9. Firn, RD, & Myers, AB (1989). Движенията на растенията, причинени от различен растеж - единство на разнообразието от механизми? Екологична и експериментална ботаника, 29, 47–55.
10. Guo, Q., Dai, E., Han, X., Xie, S., Chao, E., & Chen, Z. (2015). Бързо движение на растения и биоинспирирани структури. JR Soc. Интерфейс, 12.
11. Hayes, AB и Lippincott, JA (1976). Растеж и гравитационен отговор при развитието на хипонастията на листните остриета. American Journal of Botany, 63 (4), 383–387.
12. Koukkari, WL, и Hillman, WS (1968). Pulvini като фоторецепторите в ефекта на фитохром върху никтинастията в Albizzia julibrissin. Растителна физиология, 43 (5), 698–704.
13. Sandalio, LM, Rodríguez-Serrano, M., & Romero-Puertas, MC (2016). Листна епинастика и ауксин: биохимичен и молекулен преглед. Растителна наука. Elsevier Ireland Ltd.
14. Schildknecht, H. (1983). Тургорини, хормони на ендогенните ежедневни ритми на по-високо организирани растения - откриване, изолиране, структура, синтез и активност. Angewandte Chemie International Edition на английски, 22 (9), 695–710.
15. Ueda, M., Takada, N., & Yamamura, S. (2001). Молекулен подход към никтинастичното движение на растението, контролирано от биологичен часовник. International Journal of Molecular Sciences, 2 (4), 156–164.
16. Wood, WML (1953). Термонастика в цветя на лале и крокус. Journal of Experimental Botany, 4 (10), 65–77.